JPH0424849B2 - - Google Patents
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- JPH0424849B2 JPH0424849B2 JP60054915A JP5491585A JPH0424849B2 JP H0424849 B2 JPH0424849 B2 JP H0424849B2 JP 60054915 A JP60054915 A JP 60054915A JP 5491585 A JP5491585 A JP 5491585A JP H0424849 B2 JPH0424849 B2 JP H0424849B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、小型薄型で大容量の湿式電気二重層
キヤパシタの製造方法に関する。 従来の技術 従来、薄型の電気二重層キヤパシタとしては、
例えば特開昭56−83920号公報に示されているも
のがある。すなわち、活性炭繊維布を用いた分極
性電極の片面にアルミニウム、ニツケル等の導電
層を形成し、セパレータを介して相対向させ、こ
れを電解液とともに金属ケースと封口板および両
者を絶縁するガスケツトによつて密封したもので
ある。 ここで、分極性電極に用いる活性炭繊維はフエ
ノール系、レーヨン系、アクリル系、ピツチ系の
繊維を直接炭化賦活して得られたものである。活
性炭繊維の電気抵抗、強度、賦活収率等を考慮す
ると、上記の繊維の中でフエノール系のものが分
極性電極に一番適している。また金属の集電体
（導電層）は、プラズマ溶射法やアーク溶射法に
より容易に形成できる。以上のような構成を有す
る分極性電極を所望の径の円形に打ちぬいて前記
のような構成の小型大容量キヤパシタが実現され
る。また、この種の分極性電極はバインダーをま
つたく用いていないため、電極自体の抵抗も低く
できる。特に溶射法により導電層を形成すると、
溶射金属層と活性炭繊維層との密着強度が強く接
触抵抗を小さくでき、良好なキヤパシタ特正を得
ることができる。 発明が解決しようとする問題点 従来の活性炭繊維を用いる二重層キヤパシタで
は、たとえば電極径を６mm程度にした場合、その
容量地を0.1F以下にすることが製造工程上極めて
困難であり、現在受容の大きい低抵抗容量のたと
えば0.06Fで６mmのキヤパシタを実現しにくい。
そこで、活性炭繊維をパルプのような結合媒体と
共に抄紙した紙状の分極性電極を用いれば、活性
炭繊維の含有量を変えることにより容量のコント
ロールができる。しかし、この種の分極性電極
は、天然パルプのような結合媒体を使用している
ため、長期使用中に結合媒体が膨潤してくる。従
つて、電気二重層に蓄積された電荷を放電時に効
率よく外部電流として取り出せなくなる。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、活性炭
繊維と結合体から構成される紙状の分極性電極に
多数の小孔を機械的に設け、電極の一方の面と前
記小孔の内面に導電層を形成した分極性電極と、
対極とを、セパレータを介して相対向させた電気
二重層キヤパシタの製造方法である。 作 用 本発明の電気二重層キヤパシタの製造方法によ
る分極性電極は、上記の構成により、集電能が高
まり、信頼性の高い薄型大容量の電気二重層キヤ
パシタを実現することができる。 実施例 第１図は本発明の実施例の電気二重層キヤパシ
タを示す。 １は分極性電極、２は分極性電極１に設けた多
数の小孔、３は集電体としての導電層、４はセパ
レータ、５は対極であり、これらは電解液ととも
に、電極１の端子を兼ねる封口板６と、対極５の
端子を兼ねるケース７、及び両者を絶縁するガス
ケツト８により密封されている。この例では、対
極５は電極１と同じ構成である。 次に分極性電極の製造法を説明する。一般に活
性炭繊維を得るには、フエノール系、レーヨン
系、PAN系等の出発材料であるが、電気二重層
キヤパシタの分極性電極にはその電気特性、強度
を考慮するとフエノール系のものが最も適してい
る。まずTOW状フエノール系ノボラツク樹脂繊
維を800〜1000℃の温度で触媒あるいは水蒸気を
用いて炭化賦活し、比表面積が1800〜2500m2／ｇ
の活性炭繊維を得、これを抄紙しやすいように２
〜４mm程度のチヨツプに粉砕し、天然パルプや、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の人工パルプあ
るいは、天然パルプと人工パルプの混合したもの
を結合媒体に用い抄紙する。抄紙後形成されたも
のをカレンダー加工やプレスをし密度を上げると
共に、多数の小孔をあける。このようにして多数
の小孔を有し密度の上がつた分極性電極１に、第
２図に示すように斜めから溶射ガン９により小孔
２の内部にまで溶射導電層３を形成する。 実施例 １ 比表面積2200m2／ｇのフエノール系活性炭繊維
と結合媒体のクラフトパルプを90：10の重量比で
混合し、さらに若干の分散剤を添加して抄紙し、
目付60ｇ／m2、密度0.3の紙状分極性電極を得、
この電極に1.5mmのピツチで直径1.5mmの多数の小
孔をあけ、第２図のようにしてアルミニウム溶射
層による導電層を形成した。なお溶射は分極性電
極に対し斜めから行ない、小孔の内面に溶射層が
形成しやすいようにした。これを直径６mmの円板
に打ち抜いた。上記構成を有する一対の分極性電
極を用いて第１図に示すキヤパシタを得た。な
お、電極１５の導電層はそれぞれ封口板６、ケー
ス７にスポツト溶接した。また、セパレータ４に
はポリプロピレンの不織布を用い、電解液には、
（C2H5）4NBF6を１モル／の割合で溶解したプ
ピレンカーボネート溶液を用いた。 上記のキヤパシタをＡ比較例として多数の小孔
を有していない他は同じ構成の分極性電極を使用
したキヤパシタをＢとする。両者を70℃の雰囲気
下で2Vを印加し、信頼性試験をした結果を第３
図に示す。図より本発明のキヤパシタの信頼性の
改善が良くわかる。これは分極性電極の膨潤が抑
制されており、また縦方向の集電能が改善されて
いるためであると考えられる。 実施例 ２ 実施例１と同様なキヤパシタで、分極性電極に
導電性改良剤として炭素繊維またはグラフアイト
を10重量％添加した。すなわち、活性炭繊維と結
合媒体と導電性改良剤の比80：10：10の分極性電
極を用いた。実施例１と同様、70℃2V印加試験
結果を第４図に示す。図中a1が炭繊維添加品、a2
がグラフアイト添加品である。 実施例 ３ 分極性電極として、次の組成を有し、1.5mmピ
ツチで１mm径の多数の小孔を有し、集電対として
250μｍのアルミニウム溶射層を形成したものを
用い、実施例１と同様なキヤパシタを構成した。
キヤパシタの製造方法に関する。 従来の技術 従来、薄型の電気二重層キヤパシタとしては、
例えば特開昭56−83920号公報に示されているも
のがある。すなわち、活性炭繊維布を用いた分極
性電極の片面にアルミニウム、ニツケル等の導電
層を形成し、セパレータを介して相対向させ、こ
れを電解液とともに金属ケースと封口板および両
者を絶縁するガスケツトによつて密封したもので
ある。 ここで、分極性電極に用いる活性炭繊維はフエ
ノール系、レーヨン系、アクリル系、ピツチ系の
繊維を直接炭化賦活して得られたものである。活
性炭繊維の電気抵抗、強度、賦活収率等を考慮す
ると、上記の繊維の中でフエノール系のものが分
極性電極に一番適している。また金属の集電体
（導電層）は、プラズマ溶射法やアーク溶射法に
より容易に形成できる。以上のような構成を有す
る分極性電極を所望の径の円形に打ちぬいて前記
のような構成の小型大容量キヤパシタが実現され
る。また、この種の分極性電極はバインダーをま
つたく用いていないため、電極自体の抵抗も低く
できる。特に溶射法により導電層を形成すると、
溶射金属層と活性炭繊維層との密着強度が強く接
触抵抗を小さくでき、良好なキヤパシタ特正を得
ることができる。 発明が解決しようとする問題点 従来の活性炭繊維を用いる二重層キヤパシタで
は、たとえば電極径を６mm程度にした場合、その
容量地を0.1F以下にすることが製造工程上極めて
困難であり、現在受容の大きい低抵抗容量のたと
えば0.06Fで６mmのキヤパシタを実現しにくい。
そこで、活性炭繊維をパルプのような結合媒体と
共に抄紙した紙状の分極性電極を用いれば、活性
炭繊維の含有量を変えることにより容量のコント
ロールができる。しかし、この種の分極性電極
は、天然パルプのような結合媒体を使用している
ため、長期使用中に結合媒体が膨潤してくる。従
つて、電気二重層に蓄積された電荷を放電時に効
率よく外部電流として取り出せなくなる。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、活性炭
繊維と結合体から構成される紙状の分極性電極に
多数の小孔を機械的に設け、電極の一方の面と前
記小孔の内面に導電層を形成した分極性電極と、
対極とを、セパレータを介して相対向させた電気
二重層キヤパシタの製造方法である。 作 用 本発明の電気二重層キヤパシタの製造方法によ
る分極性電極は、上記の構成により、集電能が高
まり、信頼性の高い薄型大容量の電気二重層キヤ
パシタを実現することができる。 実施例 第１図は本発明の実施例の電気二重層キヤパシ
タを示す。 １は分極性電極、２は分極性電極１に設けた多
数の小孔、３は集電体としての導電層、４はセパ
レータ、５は対極であり、これらは電解液ととも
に、電極１の端子を兼ねる封口板６と、対極５の
端子を兼ねるケース７、及び両者を絶縁するガス
ケツト８により密封されている。この例では、対
極５は電極１と同じ構成である。 次に分極性電極の製造法を説明する。一般に活
性炭繊維を得るには、フエノール系、レーヨン
系、PAN系等の出発材料であるが、電気二重層
キヤパシタの分極性電極にはその電気特性、強度
を考慮するとフエノール系のものが最も適してい
る。まずTOW状フエノール系ノボラツク樹脂繊
維を800〜1000℃の温度で触媒あるいは水蒸気を
用いて炭化賦活し、比表面積が1800〜2500m2／ｇ
の活性炭繊維を得、これを抄紙しやすいように２
〜４mm程度のチヨツプに粉砕し、天然パルプや、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の人工パルプあ
るいは、天然パルプと人工パルプの混合したもの
を結合媒体に用い抄紙する。抄紙後形成されたも
のをカレンダー加工やプレスをし密度を上げると
共に、多数の小孔をあける。このようにして多数
の小孔を有し密度の上がつた分極性電極１に、第
２図に示すように斜めから溶射ガン９により小孔
２の内部にまで溶射導電層３を形成する。 実施例 １ 比表面積2200m2／ｇのフエノール系活性炭繊維
と結合媒体のクラフトパルプを90：10の重量比で
混合し、さらに若干の分散剤を添加して抄紙し、
目付60ｇ／m2、密度0.3の紙状分極性電極を得、
この電極に1.5mmのピツチで直径1.5mmの多数の小
孔をあけ、第２図のようにしてアルミニウム溶射
層による導電層を形成した。なお溶射は分極性電
極に対し斜めから行ない、小孔の内面に溶射層が
形成しやすいようにした。これを直径６mmの円板
に打ち抜いた。上記構成を有する一対の分極性電
極を用いて第１図に示すキヤパシタを得た。な
お、電極１５の導電層はそれぞれ封口板６、ケー
ス７にスポツト溶接した。また、セパレータ４に
はポリプロピレンの不織布を用い、電解液には、
（C2H5）4NBF6を１モル／の割合で溶解したプ
ピレンカーボネート溶液を用いた。 上記のキヤパシタをＡ比較例として多数の小孔
を有していない他は同じ構成の分極性電極を使用
したキヤパシタをＢとする。両者を70℃の雰囲気
下で2Vを印加し、信頼性試験をした結果を第３
図に示す。図より本発明のキヤパシタの信頼性の
改善が良くわかる。これは分極性電極の膨潤が抑
制されており、また縦方向の集電能が改善されて
いるためであると考えられる。 実施例 ２ 実施例１と同様なキヤパシタで、分極性電極に
導電性改良剤として炭素繊維またはグラフアイト
を10重量％添加した。すなわち、活性炭繊維と結
合媒体と導電性改良剤の比80：10：10の分極性電
極を用いた。実施例１と同様、70℃2V印加試験
結果を第４図に示す。図中a1が炭繊維添加品、a2
がグラフアイト添加品である。 実施例 ３ 分極性電極として、次の組成を有し、1.5mmピ
ツチで１mm径の多数の小孔を有し、集電対として
250μｍのアルミニウム溶射層を形成したものを
用い、実施例１と同様なキヤパシタを構成した。
【表】
第５図に70℃、2V印加試験結果を示す。図中
a3が本実施例のもの、ｂは実施例と同組成で多数
の小孔を有していない分極性電極を用いたキヤパ
シタを示す。この実施例においても集電性の改良
が顕著であることがわかる。 実施例 ４ 実施例１と同組成で1.5mmピツチで1.0mm径の多
数の小孔を有した紙状分極性電極を用い、第６図
に示した巻き取りタイプの円筒形キヤパシタを作
製した。本実施例では、正極側の分極性電極１
０、負極側の分極性電極１１はともに厚みが
200μｍであり、この上にアルミニウムの溶射層
１２を100μｍの厚さに形成し、溶射層側にアル
ミニウムエツチング箔からなる補助集電体１３を
設置している。リード１４は、アルミニウムエツ
チング箔１３にスポツト溶接して取り付けた。１
５は封口パツキング、１６はケース、１７はセパ
レータである。電極は、正極が30×200mm、負極
が30×210mmの大きさであり、電解液、セパレー
タは実施例１と同じものを使用した。本実施例で
は、分極性電極の厚みも200μｍと薄く、厚み方
向の集電能が向上し、充放電特性の優れたキヤパ
シタとなる。室温下、０〜2.0V間で１万回充放
電後の容量減少率は５％であつた。 実施例 ５ 正極側分極性電極に実施例１と同様な電極を用
い、対極の負極側分極性電極として、Sn85重量
％、Cd15重量％からなるウツド合金に10ｍAh相
当のリチウムを吸蔵させたものを用いて、第１図
のような扁平形キヤパシタを作製した。電解液に
は１モル／のLiClC4を溶解したプロピレンカ
ーボネート溶液を用いた。上記電極の大きさは直
径14mmである。次表にこのキヤパシタの諸特性を
示す。耐電圧は3.0Vと高く信頼性も良好であつ
た。
a3が本実施例のもの、ｂは実施例と同組成で多数
の小孔を有していない分極性電極を用いたキヤパ
シタを示す。この実施例においても集電性の改良
が顕著であることがわかる。 実施例 ４ 実施例１と同組成で1.5mmピツチで1.0mm径の多
数の小孔を有した紙状分極性電極を用い、第６図
に示した巻き取りタイプの円筒形キヤパシタを作
製した。本実施例では、正極側の分極性電極１
０、負極側の分極性電極１１はともに厚みが
200μｍであり、この上にアルミニウムの溶射層
１２を100μｍの厚さに形成し、溶射層側にアル
ミニウムエツチング箔からなる補助集電体１３を
設置している。リード１４は、アルミニウムエツ
チング箔１３にスポツト溶接して取り付けた。１
５は封口パツキング、１６はケース、１７はセパ
レータである。電極は、正極が30×200mm、負極
が30×210mmの大きさであり、電解液、セパレー
タは実施例１と同じものを使用した。本実施例で
は、分極性電極の厚みも200μｍと薄く、厚み方
向の集電能が向上し、充放電特性の優れたキヤパ
シタとなる。室温下、０〜2.0V間で１万回充放
電後の容量減少率は５％であつた。 実施例 ５ 正極側分極性電極に実施例１と同様な電極を用
い、対極の負極側分極性電極として、Sn85重量
％、Cd15重量％からなるウツド合金に10ｍAh相
当のリチウムを吸蔵させたものを用いて、第１図
のような扁平形キヤパシタを作製した。電解液に
は１モル／のLiClC4を溶解したプロピレンカ
ーボネート溶液を用いた。上記電極の大きさは直
径14mmである。次表にこのキヤパシタの諸特性を
示す。耐電圧は3.0Vと高く信頼性も良好であつ
た。
【表】
発明の効果
以上のように、本発明によれば、集電性の良好
な信頼性の高い小型大容量の電気二重層キヤパシ
タが得られる。
な信頼性の高い小型大容量の電気二重層キヤパシ
タが得られる。
第１図は本発明の一実施例の電気二重層キヤパ
シタの製造方法における電気二重層キヤパシタを
示す縦断面図、第２図は分極性電極に集電体層を
形成する様子を示す図、第３図、第４図及び第５
図は実施例のキヤパシタの信頼性試験結果を示す
図、第６図は本発明の一実施例の電気二重層キヤ
パシタの製造方法における電気二重層キヤパシタ
の一部を断面にした側面図である。 １……分極性電極、２……小孔、３……導電
層、４……セパレータ、５……対極、６……封口
板、７……ケース、８……ガスケツト。
シタの製造方法における電気二重層キヤパシタを
示す縦断面図、第２図は分極性電極に集電体層を
形成する様子を示す図、第３図、第４図及び第５
図は実施例のキヤパシタの信頼性試験結果を示す
図、第６図は本発明の一実施例の電気二重層キヤ
パシタの製造方法における電気二重層キヤパシタ
の一部を断面にした側面図である。 １……分極性電極、２……小孔、３……導電
層、４……セパレータ、５……対極、６……封口
板、７……ケース、８……ガスケツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 活性炭繊維と結合媒体から構成される紙状の
分極性電極に多数の小孔を機械的に設け、電極の
一方の面と前記小孔の内面に導電層を形成した分
極性電極と、対極とを、セパレータを介して相対
向させた電気二重層キヤパシタの製造方法。 ２ 結合媒体が天然パルプであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の電気二重層キヤパ
シタの製造方法。 ３ 分極性電極の多数の小孔の内面と、電極の一
方の面に形成された導電層が、導電性ケースや集
電体と電気的に接続されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電気二重層キヤパシ
タの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60054915A JPS61214419A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60054915A JPS61214419A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214419A JPS61214419A (ja) | 1986-09-24 |
| JPH0424849B2 true JPH0424849B2 (ja) | 1992-04-28 |
Family
ID=12983900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60054915A Granted JPS61214419A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214419A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01152715A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Elna Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JP2674057B2 (ja) * | 1988-02-05 | 1997-11-05 | 松下電器産業株式会社 | 分極性電極の製造法 |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60054915A patent/JPS61214419A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61214419A (ja) | 1986-09-24 |
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